变压器绕组的tgδ测量方法
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产品简介
测量变压器绕组的介质损耗因数tgδ主要是反映变压器绝缘中的纸绝缘的tgδ，而绝缘电阻则是纸和油两种绝缘的串联值，故用tgδ来反映变压器整体绝缘状况比绝缘电阻有效。它是反应变压器绝缘受潮的主要特征。
一、测量方法
1、根据单位具体条件可选用西林电桥或M型试验器，用西林电桥测试时多采用反接线方式。将被测绕组短接后接电桥的“CX”，对非被测绕组短接后接地。用M型试验器时将被测绕组短接后，接试验器电缆的总线，非被测绕组短接后，接地或接电缆头的屏蔽环。这两种方法的试验次数和部位有所不同，详见表1-1及表1-2。
表1-1 西林测tgδ次数及部位
|
试验
序号 |
双绕组变压器
|
三绕组变压器
|
||||
|
加 压
|
接 地
|
部 位
|
加 压
|
接 地
|
部 位
|
|
|
1
|
高 压
|
低压+铁芯
|
C1+C13
|
高 压
|
中低压+铁芯
|
C1+C12+C13
|
|
2
|
低 压
|
高压+铁芯
|
C3+C13
|
中 压
|
高低压+铁芯
|
C2+C12+C23
|
|
3
|
高压+低压
|
铁 芯
|
C1+C3
|
低 压
|
高中压+铁芯
|
C3+C13+C23
|
|
4
|
|
|
|
高压+低压
|
中 压
|
C1+C12+C23+C3
|
|
5
|
|
|
|
高压+中压
|
低 压
|
C1+C2+C23+C13
|
|
6
|
|
|
|
低压+中压
|
高 压
|
C2+C3+C13+C12
|
|
7
|
|
|
|
高压+低压+中压
|
铁 芯
|
C1+C2+C3
|
表中C1指高压对地电容，C2指中压对地电容，C3指低压对地电容，C12指高压对中压电容，C13指高压对低压电容，C23指中压对低压电容。
表1-2 M型试验器测tgδ次数和部位
|
试验
序号 |
双绕组变压器
|
三绕组变压器
|
||||||
|
加 压
|
接 地
|
屏 蔽
|
部 位
|
加 压
|
接 地
|
屏 蔽
|
部 位
|
|
|
1
|
高 压
|
低 压
|
——
|
C1+C13
|
高 压
|
低 压
|
中 压
|
C1+C13
|
|
2
|
高 压
|
——
|
低 压
|
C1
|
高 压
|
——
|
中、低压
|
C1
|
|
3
|
低 压
|
高 压
|
——
|
C1+C13
|
中 压
|
高 压
|
低 压
|
C2+C12
|
|
4
|
低 压
|
——
|
高 压
|
C3
|
中 压
|
——
|
高、低压
|
C2
|
|
5
|
|
|
|
|
低 压
|
中 压
|
高 压
|
C3+C23
|
|
6
|
|
|
|
|
低 压
|
——
|
高、中压
|
C3
|
|
7
|
|
|
|
|
高、中、低压
|
——
|
——
|
C1+C2+C3
|
2、西林电桥的读数是tgδ和电容C，而M型试验器的读数为“mVA”和“mW”数，tgδ即为mW/mVA；C＝mVA/V2ω＝0.51mVA(PF)
3、测量tgδ用西林电桥和M型试验器时，都要注意周围的电场和磁场的干扰，可用倒相法或移相法进行消除。我国已有新型的介质损耗测试仪生产，如GWS-1型光导微机介损测试仪，P5026M型支流电桥等，引入了抗干扰系统，提高了测试准确度。
4、不同温度下的测得值应换算到同一温度，进行比较。
二、实例说明
1、实例1-1 油质不良
某电厂一台变压器，31.5MVA，66kV。在预试中用M型试验器测tgδ，测得数据见表1-3。
表1-3 tgδ测试值（20℃时）
|
测试时间
|
绕 组
|
tgδ(%)
|
备 注
|
|
安 装 后
|
高 压
|
0.785
|
＜0.8%合格
|
|
低 压
|
0.725
|
||
|
预 试
|
高 压
|
1.0
|
高压不合格，＞0.8%
|
|
低 压
|
0.725
|
检查结果是油质不良，换油后测tgδ(%)，高压为0.05%、低压为0.435%，合格。
2、实例1-2 温度换算
某变电所变压器，315MVA，66kV。在预试时用西林电桥测tgδ(%)，测得数据见表1-4。
表1-4 tgδ测试值（18℃时）
|
绕 组
|
tgδ(%)
|
测量温度
|
|
高 压
|
1.05
|
18℃
|
|
低 压
|
1.12
|
将tgδ换算到20℃，tgδ20℃＝tgδ18℃×1.3(20－18)/10＝1.05×1.31/5＝1.107%，大于规定的0.8%。
判断为受潮，经干燥后再测时，均小于0.8%，合格。
3、实例1-3 分解试验（绕组和套管分开测试）
某变电所一台双绕组变压器，SJL-6300/60型，6300kVA，66kV，由预试结果‘(表1-5)可以看出，高压对低压绕组及地的泄漏电流值高达42μA，较上年测值约增长5倍，但tgδ(%)为0.2%，和上年相同。分解试验后，测高压侧套管的tgδ(%)，发现B相tgδ值达5.3%，明显的不合格。
表1-5 绝缘电阻、泄漏电流，tgδ测试值
|
项 别
|
部 位
|
绝缘电阻(MΩ)
|
泄露电流(μA)
|
tgδ(%)
|
||
|
10kV
|
40kV
|
绕 组
|
高压侧套管
|
|||
|
1979年5月
28℃ |
高压对低压、地
|
——
|
——
|
8.0
|
0.2
|
O相0.6
A相0.6 |
|
低压对高压、地
|
5000/3000
|
2.0
|
——
|
0.2
|
B相0.6
C相0.6 |
|
|
1980年6月
28℃ |
高压对低压、地
|
1100/900
|
——
|
42.0
|
0.2
|
O相0.6
A相0.6 |
|
低压对高压、地
|
——
|
2.0
|
——
|
0.2
|
B相0.6
C相0.6 |
|
注：使用QS-1型电桥测tgδ。
4、实例1-4 与历年数值比较不应有显著变化
某变电所主变压器，120MVA，220kV。安装时已发现进水受潮但测得的tgδ(%)值却在下降，见表1-6。
表1-6 tgδ测试值
|
测试部位
|
出厂试验(35℃)
|
交接试验(36℃)
|
进水受潮后(36℃)
|
|||
|
CX(PF)
|
tgδX(%)
|
CX(PF)
|
tgδX(%)
|
CX(PF)
|
tgδX(%)
|
|
|
高、中——低及地
|
13100
|
0.4
|
13100
|
0.4
|
13390
|
0.2
|
|
低、高——中及地
|
14300
|
0.3
|
14340
|
0.4
|
14640
|
0.1
|
|
高、中、低——地
|
13600
|
0.4
|
136400
|
0.4
|
14010
|
0.2
|
由表4-40可见，虽然tgδ(%)明显下降，而电容CX却增加了2%～2.7%。从数值而言，tgδ(%)值未超过规定的0.8%，但从变化看，进水受潮后减了一半，有了明显的变化。
5、实例1-5 tgδ和低含水量的关系
在《预规》说明中，列出了tgδ(%)和纸含水量的关系曲线，由tgδ(%)值可推断纸的含水量，按含水量标准可推断绝缘受潮程度。经过对一台退役变压器的对照，说明此方法可用。变压器型号为SWDS-180000/242，1973年投运，1986年退役。1980年测tgδ为0.65%，由《预规》说明的公式计算，tgδ为1%，由曲线查得纸含水量为4.2%，此值显然较高。取该变压器围屏和匝绝缘纸质材料测纸质绝缘的聚合度和含水量，见表1-7。
表1-7 纸聚合度和含水量
|
聚合度DP
|
含水量%
|
||
|
纸板表面
|
纸板中间
|
匝绝缘
|
|
|
250
|
470
|
225
|
4.3
|
由测试数据可见，实测数值和计算数值基本上是一致的，而DP值已降到250左右，说明已老化。而老化的主要原因是绝缘受潮引起的。
6、实例1-6 消弧线圈一测绕组的tgδ
某电厂一台10.5kV消弧线圈，在预试中测的数据见表1-8。
表1-8 绝缘电阻、泄漏电流tgδ测试值
|
年 份
|
绝缘电阻(MΩ)
|
10kV直流泄露电流(μA)
|
tgδ(%)
|
|
1993年
|
2500(15℃)
|
4
|
0.9(15℃)
|
|
1994年
|
1000(18℃)
|
13
|
10.6(18℃)
|
按规程要求，20℃时的龟艿对35kV及以下的tgδ不大于1.5%。
1993年的测值为0.9，换算到20℃：时为tgδ20＝tgδ15×1.3(20－15)/10＝0.9×1.31/2＝1.026%＜1.5%，合格，但到1994年的测值为10.6，换算到20℃时，tgδ20＝tgδ18×1.3(20－18)/10＝10.6×1.31/5＝11.2%；二者变化为11.2/1.026＝10.8倍，由色谱分析及绝缘油分析未见异常，故判断为受潮，决定作干燥处理。
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